專利名稱：固體材料制劑的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及ー種固體材料制劑，其包含α)液體載體，( ) ー種或多種固體材料，和an)分散劑，其中該分散劑包含特定的非離子型表面活性剤。
現(xiàn)有技術(shù)在液體載體中的固體材料制劑在各種技術(shù)領域中是非常重要的。例如，它們被用在油漆、印刷油墨、紙張涂料、皮革和紡織品顏料、糊、濃縮顏料、陶瓷和化妝品制劑的制造和加工方法中。類似的，固體材料制劑，例如顏料和/或填料，被用在基于合成的、半合成的或天然的聚合物的燒鑄(casting)和成型組合物的制造或加工中。固體材料制劑也被使用在例如澆鑄組合物、PVC增塑溶膠、凝膠涂層、聚合物混凝土、電路板、エ業(yè)涂料、木材和家具涂料、汽車涂料、船舶涂料、腐蝕控制涂料、te頭和線圈涂料、裝飾涂料和建筑涂料的制造中，在上述情況中，固體材料與通常已知的粘合劑和/或溶剤、顔料和任選的填料、分散助 劑和其他通常的輔助材料混合。就此而言，表面活性劑經(jīng)常被用作分散劑。這些表面活性劑本質(zhì)上通常是非離子型或陰離子型。文獻中已經(jīng)描述了大量的表面活性劑型的不同分散劑。作為表面活性剤，分散劑在潤濕將要被分散的固體材料的顆粒中是有效的，并有利于附聚物的分解。分散劑對于得到的分散物還具有穩(wěn)定作用，并抑制固體材料顆粒的任何再附聚或者絮凝。分散劑是特別重要的，例如用于在印刷油墨、油漆和涂料的制備中的分散顔料和填料。然而，當表面活性劑被用作分散助劑時，分散操作會經(jīng)常被觀察到產(chǎn)生不希望的發(fā)泡。通常尋求通過額外使用強消泡劑(例如，millbase消泡劑)來抑制所述的泡沫。遺憾的是，這些強消泡劑可能對エ藝鏈(process chain)產(chǎn)生不良影響(成坑、氣孔等)。對于將以初級顆粒形式永久存在的顔料，通過使用剪切機將顏料足夠精細的分散在液體載體中來制造濃縮顏料。合適的剪切機是所述領域的專業(yè)人員已知的。由于分散對涂料、油漆和印刷油墨エ業(yè)的重要性，在技術(shù)文獻中廣泛的介紹了分散的エ藝和適用于穩(wěn)定初級顆粒的低分子量和高分子量化合物?，F(xiàn)有技術(shù)沒有教導如何具體選擇對濃縮顏料配方提供有效支持的添加剤，特別是當這些濃縮顏料被允許制造低釋放或甚至無釋放涂料和印刷油墨的制造時，或者當它們不含一般為生態(tài)學家或者生態(tài)毒理學家認為安全的物質(zhì)時?！獋€特別的困難是含水濃縮顏料的配制，特別當這是在不添加低分子量助溶劑例如こニ醇或丙ニ醇下操作時。確實，如所述領域的專業(yè)人員已知的，基于聚磷酸鹽或者聚丙烯酸鹽的顔料分散劑對于在乳膠漆中保持顔料和填料以及由其他分散劑或保護膠體穩(wěn)定的乳膠粒子處于懸浮狀態(tài)是非常有用的，但是對于制備具有上述性能的濃縮顏料是無用的。當用水作為濃縮顔料的連續(xù)相時，在不同極性的有機基油中有用的分散劑大部分失效。另ー方面，考慮到它們的生物可降解性，具有良好潤濕顏料性質(zhì)的表面活性劑型分散齊U，例如烷基酚聚ニ醇醚類，不僅在洗衣用洗滌劑及清潔行業(yè)(其中在德國它們已經(jīng)被完全替代作為表面活性劑)，并且也在乳液聚合方面，即，在用于乳液涂料的水性粘合劑的生產(chǎn)中，最近已引發(fā)生態(tài)爭議。關于用于濃縮顔料配制的添加劑的選擇更加復雜的因素是具有選擇的分散添加劑必須足以使連續(xù)相的粘度將隨著剪切力的增加而降低，即是假塑性的，并且必須不會膨脹，基本上獨立于基油。當配制濃縮顏料時另ー個需要考慮的因素是在保水能力和吸濕性之間的平衡，以便濃縮物的自干燥趨勢基本上被抑制。初始干燥濃縮顏料應當更容易再分散。另ー方面，保水能力和吸濕性決不能變得高到最終涂覆的涂層變成水敏感的。最終的涂料的其他性能特征例如凍融穩(wěn)定性(freeze-thaw stability)、存儲穩(wěn)定性、剪切穩(wěn)定性可以受到與該固化膜的性能一祥小的不利影響，實例是透明度、光澤或者耐增白性。根據(jù)本發(fā)明形成濃縮顏料的另外需要滿足的要求是它們應當與許多粘結(jié)劑和基底清漆兼容，但同時還與水以及用于涂料的不同的溶劑兼容，并且還和用在硅酸鹽涂料中的高堿性水玻璃兼容。表面活性劑經(jīng)常被用于制造固體材料的含水配制劑，例如顔料糊或者濃縮顏料。這些表面活性劑本質(zhì)上通常是非離子型或陰離子型的。文獻中已經(jīng)描述了很多不同的表面活性劑型分散劑。關于使用表面活性劑型分散助劑的頻繁出現(xiàn)的問題是分散操作期間形成泡沫。已經(jīng)試圖通過使用強消泡劑來阻止泡沫出現(xiàn)。常常，這些所謂的millbase消泡劑的使用帶來了該エ藝鏈中的其他問題。因此，令人期望的是提供ー種表面活性劑型分散助劑，其具有最小的起泡趨向，并且更使得它可能配制固體材料的穩(wěn)定制劑。發(fā)明概述本發(fā)明的目的是提供有效的添加剤，用于制備其中ー種或多種固體材料被分散在液體介質(zhì)中的制劑，特別是含水濃縮顏料，并且由此可獲得濃縮顏料本身，其滿足上述多種關于所述添加劑或者該濃縮顔料本身所期望的性能的標準。更具體的說，關于上述與固體材料制劑 (特別是含水濃縮顏料)的制備有關的問題，本發(fā)明的目標是提供表面活性劑型分散劑，其具有最小的起泡趨向，并且更使得它可能配制穩(wěn)定的固體材料制劑。更具體的說，所述分散劑對制備的固體材料制劑的粘度應當具有正面影響。此外，當將使用所述分散劑制備的濃縮顏料用于涂染白色時對于增強著色強度應當是顯著的，與底色高度兼容并且不絮凝。本發(fā)明提供了非離子型表面活性劑的使用，作為在制備其中ー種或多種固體材料被分散在液體介質(zhì)中的制劑的分散劑，所述非離子型表面活性劑選自由下面組成的組(a)每摩爾的烯丙醇l-40mol環(huán)氧烷烴的加成產(chǎn)物，其中環(huán)氧烷烴選自由環(huán)氧こ烷、環(huán)氧丙烷、環(huán)氧丁烷和氧化苯こ烯組成的組，(b)每摩爾的烯丙醇l-40mol環(huán)氧烷烴的加成產(chǎn)物，其中環(huán)氧烷烴選自由環(huán)氧こ烷、環(huán)氧丙烷、環(huán)氧丁烷和氧化苯こ烯組成的組，其中所述加成產(chǎn)物的OH基團是被封閉的端基，即其被OR基團所代替，其中R是具有1-20個碳原子的烷基自由基，其可以是飽和的或者不飽和的、直鏈的或者支化的。在一個優(yōu)選的實施方式中，本發(fā)明涉及利用分散劑(a)和/或分散劑(b)作為用于制備含水濃縮顏料的添加剤。根據(jù)本發(fā)明，分散劑(a)和/或(b)的使用量取決于將要被分散的染料的性質(zhì)以及取決于將要被分散的染料的量。優(yōu)選的，基于整個濃縮顏料，化合物(a)和/或(b)以O. 1-20重量％的量使用。根據(jù)本發(fā)明的所使用的分散劑對于在分散操作期間的泡沫的減少和對被制備的固體材料制劑的粘度的積極影響是非常顯著的。此外，由此制備的含水濃縮顏料對于使用時產(chǎn)生増加的著色強度是顯著的。本發(fā)明還提供固體材料制劑，其包含⑴液體載體，(ii) ー種或多種固體材料和(iii)分散劑條件是所使用的分散劑是非離子型表面活性剤，其選自由下面組成的組(a)每摩爾的烯丙醇l-40mol環(huán)氧烷烴的加成產(chǎn)物，其中環(huán)氧烷烴選自由環(huán)氧こ烷、環(huán)氧丙烷、環(huán)氧丁烷和氧化苯こ烯組成的組，(b)每摩爾的烯丙醇l-40mol環(huán)氧烷烴的加成產(chǎn)物，其中環(huán)氧烷烴選自由環(huán)氧こ烷、環(huán)氧丙烷、環(huán)氧丁烷和氧化苯こ烯組成的組，其中所述加成產(chǎn)物的OH基團是被封閉的端基，即其被OR基團所代替，其中R是具有1-20個碳原子的烷基自由基，其可以是飽和的或者不飽和的、直鏈的或者支化的。在一個實施方式中，固體材料制劑包含-15-85重量％的液體載體(i)，-10-80重量％的ー種或多種固體材料(ii)，-O. 1-20重量％源于化合物(a)和(b)的組的分散劑(iii)。在優(yōu)選的實施方式中，化合物(ii)包含顔料。關于顏料(ii)的選擇，在本發(fā)明的領域中沒有任何限制。作為所屬領域的專業(yè)人員已知的，顔料包含有機和無機材料微粒，其可以是它們本身能夠被著色(color conferring)或者消光的，并且它在溶劑或者粘合劑中幾乎是不溶的。許多無機顔料還作為填料，反過來也一祥。特別普通種類的顔料的實例可從有關的技術(shù)文獻中看出。液體載體介質(zhì)(i)，例如有機基油或水，為所屬領域?qū)I(yè)人員所已知的。在優(yōu)選的實施方式中，選用水作液體載體(i)和固體(ii)是顏料。在這種情況下，固體材料的制劑由此是含水濃縮顏料。本發(fā)明還提供ー種用于制備固體材料含水制劑的方法，其是在25。C下可泵抽的和可流動的，特別是含水濃縮顏料，其包含選自下面組成的組的非離子表面活性剤，并和水混合，計量供給固體材料以得到混合物井隨后分散(a)每摩爾的烯丙醇l-40mol環(huán)氧烷烴的加成產(chǎn)物，其中環(huán)氧烷烴選自由環(huán)氧こ烷、環(huán)氧丙烷、環(huán)氧丁烷和氧化苯こ烯組成的組，
(b)每摩爾的烯丙醇l-40mol環(huán)氧烷烴的加成產(chǎn)物，其中環(huán)氧烷烴選自由環(huán)氧こ烷、環(huán)氧丙烷、環(huán)氧丁烷和氧化苯こ烯組成的組，其中所述加成產(chǎn)物的OH基團是被封閉的端基，即其被OR基團所代替，其中R是具有1-20個碳原子的烷基自由基，其可以是飽和的或者不飽和的、直鏈的或者支化的。
“在25。C下可泵抽的和可流動的”是指所述固體材料制劑在25。C下的粘度在20000mPas以下，優(yōu)選在5000mPas以下(錐板1°錐，d=40mm，剪切速率確定在10s—1，來自Maivern Instruments)。當分散固體材料時，關于完成該分散的技術(shù)方式?jīng)]有特殊的限制。所屬技術(shù)領域的專業(yè)人員將因此能夠依賴于任何為他已知de本領域中的分散技木。更具體的說，他將能夠依賴于其中剪切和/或摩擦力強烈作用于該系統(tǒng)的方法。在本發(fā)明的エ藝中能經(jīng)由各種技術(shù)影響所期望的分散體的精細度和稠度的精細調(diào)節(jié)，例如經(jīng)由攪拌器或混合組件和進ー步通過分散劑(a)和/或(b)的添加量。根據(jù)本發(fā)明的用于制備固體材料制劑的其他方法包含首先形成顔料和分散劑(a)和(b)的干燥混合物以形成粉末狀固體材料的制劑。在第二步所述粉末狀的固體材料、制劑可分散在水中以得到根據(jù)本發(fā)明的含水固體材料制劑。用于本發(fā)明目的的固體材料可以是無機或者有機固體材料。優(yōu)選固體材料為顏料，例如，ニ氧化鈦，炭黑，鐵氧化物，有機顔料，酞菁等等。如果需要，根據(jù)本發(fā)明的固體材料的含水制劑可以使用額外添加的不同于化合物(a)和(b)的其他分散助劑生產(chǎn)，實例是聚丙烯酸酷，聚氨酯或聚醚衍生物。本發(fā)明的分散劑不僅可以單獨使用也可以和其他非離子型、陰離子型或陽離子型分散劑結(jié)合使用。優(yōu)選l-50mol環(huán)氧こ烷或環(huán)氧丙烷在脂肪醇上的加合產(chǎn)物。使用本發(fā)明分散劑制備的固體材料制劑可在許多領域使用。這里可以提到的實例是油漆、涂料、印刷油墨、印染顏料、紙張涂料、陶瓷和澆鑄和模塑組合物。所談及的應用本質(zhì)上可以是含水和/或含溶劑的。制備根據(jù)本發(fā)明的固體材料的制劑和，更具體的說含水制劑，如果需要，可以使用其他的助劑，例如消泡劑、防腐剤、潤濕劑、除氣劑或現(xiàn)有技術(shù)的防沉降劑、蠟或者流變性添カロ劑。相關化合物(a)化合物(a)包含每摩爾的烯丙醇l_40mol環(huán)氧烷烴的加成產(chǎn)物，其中環(huán)氧烷烴選自由環(huán)氧こ烷、環(huán)氧丙烷、環(huán)氧丁烷和氧化苯こ烯組成的組。相關化合物(b)化合物(b)包含每摩爾的烯丙醇l_40mol環(huán)氧烷烴的加成產(chǎn)物，其中環(huán)氧烷烴選自由環(huán)氧こ烷、環(huán)氧丙烷、環(huán)氧丁烷和氧化苯こ烯組成的組，其中所述加成產(chǎn)物的OH基團是被封閉的端基，即其被OR基團所代替，其中R是具有1-20個碳原子的烷基自由基，其可以是飽和的或者不飽和的、直鏈的或者支化的。氧亞烷基單元根據(jù)本發(fā)明使用的化合物(a)和(b)含有氧亞烷基(AO)作為結(jié)構(gòu)単元，即環(huán)氧こ烷(EO)，環(huán)氧丙烷(PO)，環(huán)氧丁烷(BuO)和氧化苯こ烯(StO)?？赡茏⒁獾侥珐` AO結(jié)構(gòu)單元可能不僅是僅以E0,或者僅以PO,或者僅以BuO,或者僅以StO單元構(gòu)造，可以含以混合形式的、嵌段或隨機分布的E0、P0、Bu0和StO単元。在本發(fā)明的領域中優(yōu)選的是含EO和/或PO單元作為AO結(jié)構(gòu)單元的此類化合物(a)和(b)。根據(jù)本發(fā)明在制備固體材料的制劑(例如含水濃縮顏料)中將被使用的、來自由(a)和(b)組成的組的化合物可被用作唯一的分散劑(初級分散剤)。然而，還可能的是它們和ー種或多種陰離子分散劑、陽離子分散劑或非離子分散劑(不同于化合物(a)和(b))
一起使用?；诠腆w材料制劑的總量，根據(jù)本發(fā)明所使用的組(a)和(b)的分散劑是以
O.1-20重量％的量使用，優(yōu)選O. 5-10重量％，并且特別地使1-5重量％。在另外ー實施方式中，根據(jù)本發(fā)明的固體材料的制劑，特別是濃縮顔料，除了必須的組分a)，b)和c)以外，另外包括O. 1-30重量％的一種或多種源于聚ニ醇和聚ニ醇醚的組的共添加劑(由1，2或1，3-丙ニ醇，1，2或1，4- 丁ニ醇，己ニ醇，甘油，三羥甲基丙烷或季戊四醇的こ氧基化得到)，這些化合物具有從200-1000范圍內(nèi)的分子量，優(yōu)選200-600。根據(jù)本發(fā)明的固體材料的制劑，特別是濃縮顔料，除了提到的必須成分a)，b)和 c)以外，另外還通常包括在濃縮顏料中的成分。其實例是消泡劑、防腐剤、干燥阻滯劑和防沉降劑。本發(fā)明的濃縮顏料對于涂料著色是有用的，例如，由DIY家庭改進者或熟悉涂料庫(paint bank)的工人或者其他在涂料制造者使用。然而，本發(fā)明的濃縮顏料同樣可用于著色其他油漆或者涂料，例如印刷油墨，皮革修整，壁紙顏料，木材清漆，木材防腐體系和木材染色，套印清漆，或空氣干燥或烘箱干燥エ業(yè)涂料，以及用于彩色鉛筆鉛，纖維尖筆，噴墨油墨，制圖油墨，圓珠筆糊，鞋拋光劑，無紡布網(wǎng)，彩色紙涂布紙片和紙漿著色物的著色，用于薄紙板的印刷油墨，紡絲染色(spin-dyeing)著色劑,和自支持膜/片。實施例使用的物質(zhì)FA-10E0 :IOmol環(huán)氧こ燒在脂肪醇(Disponil LS 30,來自Cognis)上的加合產(chǎn)物Beeox I:環(huán)氧こ燒在烯丙基醇(Breox AA E 450H,來自Cognis)上的加合產(chǎn)物DM-V :源于Cognis的“ Hydropalat 1080” (市場上可買到的分散劑混合物，用于對比)Dehydran I65O :市場可購買的消泡劑(來自Cognis)AMP :2-氨基-2-甲基_1_丙醇(來自Angus),用于設定pH值DM-E (根據(jù)本發(fā)明的分散劑混合物)由將455g FA-10E0和195gBreox I加上水制備(混合物活性物質(zhì)含量=80重量％)。性能測試表格a)和b)中報道的數(shù)值是重量份。a)固體材料發(fā)明制劑
Γ V2 「V4 [ V6 丨 V8 I VlO 完全無離子水49.00 54.00 46. 50 58.40 ' 50.85
DM-V—
權(quán)利要求
1.非離子表面活性劑的用途，作為分散劑，用于其中ー種或多種固體材料被分散在液體介質(zhì)中的制劑的制備中，其中所述非離子表面活性劑選自由以下組成的組(a)為每摩爾的烯丙醇l-40mol環(huán)氧烷烴的加成產(chǎn)物，其中環(huán)氧烷烴選自由環(huán)氧こ烷、環(huán)氧丙烷、環(huán)氧丁烷和氧化苯こ烯組成的組，(b)為每摩爾的烯丙醇l-40mol環(huán)氧烷烴的加成產(chǎn)物，其中環(huán)氧烷烴選自由環(huán)氧こ烷、環(huán)氧丙烷、環(huán)氧丁烷和氧化苯こ烯組成的組，其中所述加成產(chǎn)物的OH基團是被封閉的端基，即其被OR基團所代替，其中R是具有1-20個碳原子的烷基自由基，其可以是飽和的或者不飽和的、直鏈的或者支化的。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的用途，其中液體介質(zhì)是水。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的用途，其中使用顔料作為固體材料。
4.ー種固體材料制劑，其包含(i)液體載體，(ii) ー種或多種固體材料和(iii)分散齊U，條件是所使用的分散劑是非離子型表面活性剤，其選自由以下組成的組(a)每摩爾的烯丙醇l-40mol環(huán)氧烷烴的加成產(chǎn)物，其中環(huán)氧烷烴選自由環(huán)氧こ烷、環(huán)氧丙烷、環(huán)氧丁烷和氧化苯こ烯組成的組，(b)每摩爾的烯丙醇l-40mol環(huán)氧烷烴的加成產(chǎn)物，其中環(huán)氧烷烴選自由環(huán)氧こ烷、環(huán)氧丙烷、環(huán)氧丁烷和氧化苯こ烯組成的組，其中所述加成產(chǎn)物的OH基團是被封閉的端基，即其被OR基團所代替，其中R是具有1-20個碳原子的烷基自由基，其可以是飽和的或者不飽和的、直鏈的或者支化的。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的制劑，其中液體介質(zhì)是水。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的制劑，其中使用顔料作為固體材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求4至6任ー項的制劑，其中除了選自根據(jù)權(quán)利要求4的化合物(a)和(b)組成的組的分散劑(iii)タト，還使用了ー種或多種除化合物(a)和(b)外的其他分散齊 。
8.一種用于制備在25° C下可泵抽的和可流動的含水固體材料制劑、特別是含水濃縮顔料的方法，所述含水固體材料制劑包含其選自由以下組成的組的非離子表面活性劑(a)每摩爾的烯丙醇l-40mol環(huán)氧烷烴的加成產(chǎn)物，其中環(huán)氧烷烴選自由環(huán)氧こ烷、環(huán)氧丙烷、環(huán)氧丁烷和氧化苯こ烯組成的組，(b)每摩爾的烯丙醇l-40mol環(huán)氧烷烴的加成產(chǎn)物，其中環(huán)氧烷烴選自由環(huán)氧こ烷、環(huán)氧丙烷、環(huán)氧丁烷和氧化苯こ烯組成的組，其中所述加成產(chǎn)物的OH基團是被封閉的端基，即其被OR基團所代替，其中R是具有1-20個碳原子的烷基自由基，其可以是飽和的或者不飽和的、直鏈的或者支化的，該非離子表面活性劑與水混合，將固體材料計量供給得到的混合物，并分散后者。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中液體介質(zhì)是水。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中使用顔料作為固體材料。
11.根據(jù)權(quán)利要求8-10任ー項的方法，其中除了選自由根據(jù)權(quán)利要求8的化合物(a)和(b)組成的組的非離子表面活性劑外，還使用了ー種或多種除化合物(a)和(b)外的其他分散劑。
全文摘要
非離子表面活性劑在制備其中一種或多種固體材料被分散在液體介質(zhì)中的制劑中作為分散劑是有用的，其中所述非離子表面活性劑選自由(a)和(b)組成的組，其中(a)每摩爾的烯丙醇1-40mol環(huán)氧烷烴的加成產(chǎn)物，其中環(huán)氧烷烴選自由環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷、環(huán)氧丁烷和氧化苯乙烯組成的組，和(b)每摩爾的烯丙醇1-40mol環(huán)氧烷烴的加成產(chǎn)物，其中環(huán)氧烷烴選自由環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷、環(huán)氧丁烷和氧化苯乙烯組成的組，其中所述加成產(chǎn)物的OH基團是被封閉的端基，即它是被OR基團所代替，其中R是具有1-20個碳原子的烷基自由基，其可以是飽和的或者不飽和的、直鏈的或者支化的。
文檔編號C09D17/00GK102686678SQ201080050688
公開日2012年9月19日 申請日期2010年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月9日
發(fā)明者H·弗拉梅柳斯, R·克拉格, S·C·沙阿, S·厄斯特賴希, T·施利瓦卡 申請人:考格尼斯知識產(chǎn)權(quán)管理有限責任公司